不同种类原料肉对婴幼儿肉泥理化性质和体外消化特性的影响

罗明洋，吴菊清，粘颖群，赵 迪，俞莉莉，李春保

（南京农业大学食品科学技术学院，肉品加工与质量控制教育部重点实验室，农业农村部肉品加工重点实验室，江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心，江苏 南京 210095）

婴幼儿是指0～3 岁孩子的统称。婴幼儿时期为生长发育的重要时期，通常在婴儿6 个月大时，开始为其添加辅助食品。一方面可以补充母乳或配方奶喂养难以满足的能量和营养元素；另一方面可以辅助婴幼儿从食用流体食物过渡到固体食物[1-2]。随着人们对婴幼儿营养认识的不断增强，对婴幼儿食品的消费习惯逐渐由仅仅为孩子购买奶粉等婴幼儿食品逐步向购买辅食以丰富婴幼儿饮食结构的转换[3]。近年来，我国每年新生人口数量维持在1 400万以上，这将为我国婴幼儿辅食食品提供稳定的需求来源[4]。生命早期的蛋白质摄入会影响婴幼儿的身体生长、神经发育、食欲和激素调节，且婴儿每日每千克体质量对蛋白质的需求量高于成人[5]。蛋白质的来源和质量会对婴幼儿的生长产生不同的影响[6]。除母乳、配方奶和其他乳制品外，肉类是婴幼儿获取蛋白质的另一重要途径。由于婴幼儿咀嚼系统尚未发育完全，通常需要食用加工成泥糊状的肉泥以获取蛋白质。婴幼儿肉泥是婴幼儿辅助食品的重要组成部分，属于佐餐辅食，其产品销售额占各类婴幼儿辅食销售总额的12%[7]。

商业化的婴幼儿肉泥是一种以绞碎的肉为原料，添加水、淀粉和其他辅料，进行混合搅拌、加热、灌装、杀菌成型的罐装辅助食品。GB 10770—2010《食品安全国家标准 婴幼儿罐装辅助食品》[8]对婴幼儿罐装辅助食品的原料、感官品质、理化指标及微生物限量有相应的要求。现阶段我国婴幼儿营养产业处于发展期，国产婴幼儿肉泥品牌较少，庞大的中高端市场均由国外品牌占据。根据西方饮食习惯，以牛肉和鸡肉为原料肉加工而成的婴幼儿肉泥占主导地位。但由于我国居民主要的动物性食品是猪肉，且其蛋白质含量很高，含有人体所需的氨基酸，猪肉也逐渐成为了加工成婴幼儿肉泥的原料肉之一。近些年，国内外对于婴幼儿食品的研究主要集中在婴幼儿配方食品，关于婴幼儿肉泥的研究较少。Restani等[9]研究了不同加工条件下（未加工、蒸煮、均质、冷冻干燥）制备的婴幼儿肉泥的消化率和致敏性情况。Ahmed等[10]在5～80 ℃的温度范围内，对3 种婴幼儿肉泥（鸡肉、羊肉和牛肉）的流变特性进行了评价，并用差示扫描量热计研究热特性来观察肉泥中蛋白质的变性情况，将流变特性和蛋白质变性情况建立了关联。蛋白质消化率是指人体从蛋白质中吸收的氮占摄入氮的比值，反映了食物蛋白质被消化酶分解、吸收的程度，是评价食物营养价值的重要指标之一[11]。婴幼儿体内实验受到诸多的限制，如伦理道德、样本限制、成本高昂等，因此目前更多学者倾向于选择体外模型研究婴幼儿的消化情况[12]。Lee等[13]比较了牛肉泥在成人和婴幼儿胃肠道消化环境下的消化情况，结果表明，在婴幼儿体外消化模型中肌动蛋白和肌球蛋白轻链B的水解速率较慢，且婴幼儿对蛋白质的消化率要低于成人。其后续研究表明贮藏期较长的牛肉肌动蛋白水解度增大，更适合做婴幼儿肉泥的原料[14]。

目前，大多数研究只针对于一种肉泥的某个特性进行分析，不同种类原料肉对婴幼儿肉泥的影响鲜有报道。本实验探究3 种不同种类婴幼儿肉泥在理化特性和体外消化特性方面的差异，旨在研究不同种类原料肉对婴幼儿肉泥的影响，为婴幼儿肉泥生产中原料肉的选择及加工工艺优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

婴幼儿肉泥样品（牛肉泥、猪肉泥、鸡肉泥）购自美国嘉宝公司，产品配料见表1。

表1 3 种婴幼儿肉泥配料表Table 1 Ingredients of three infant meat purees

胃蛋白酶（酶活力≥2 500 U/mg）、胰蛋白酶（酶活力≥200 U/mg） 美国Sigma公司；盐酸、硫酸、氢氧化钠、硼酸、氯化钾、氯化钠、磷酸氢二钾、碳酸氢钠、六水合氯化镁、尿素、石油醚均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

SH420F石墨消解仪、K1160凯氏定氮仪 济南海能仪器公司；DGG-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；3000激光粒度仪 英国Malvern公司；E-816索氏萃取器 瑞士BUCHI公司；THZ-D台式恒温振荡器 江苏太仓市实验设备厂；Avanti J-C高速冷冻离心机 美国Beckman Coulter公司；TW20水浴锅 德国Julabo公司；Fiveeasy台式pH计 瑞士Mettler Toledo公司；PD500-TP匀浆机 英国PRIMA公司；MCR301型高级旋转流变仪 奥地利Anton Paar公司。

1.3 方法

1.3.1 产品制作基本流程

原料肉预处理：选取新鲜的动物腿肉，去除筋膜和脂肪；绞肉：使用绞肉机，孔隙10 mm；加热：肉糜进入装有水的蒸汽夹层锅中，在锅中实现搅拌、加热、循环一体化，温度80 ℃；混合：加热后的物料与淀粉溶液混合搅拌均匀；均质：使用胶体磨进行均质，磨盘间隙1～2 mm，循环3～5 min；套管加热：物料在套管中流动循环，温度控制在85 ℃左右；热灌装：灌装均匀，保证每罐灌装质量保持一致（71 g）；杀菌、冷却：90 ℃杀菌20 min，121 ℃杀菌24 min，分段冷却至25 ℃。

1.3.2 基本营养成分测定

1.3.2.1 蛋白质量分数测定

参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》[15]中凯氏定氮法测定蛋白质量分数。

1.3.2.2 脂肪质量分数测定

参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[16]中索氏抽提法测定脂肪质量分数。

1.3.2.3 水分质量分数测定

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[17]中直接干燥法测定水分质量分数。

1.3.3 流变特性测定

用高级旋转流变仪对样品进行流变特性测定，平行板PP50（直径50 mm），1 mm的固定间隙，25 ℃。表观黏度测定：设定剪切速率为0.01～100 s-1，在此条件下测定表观黏度变化情况。线性黏弹性区域确定：以固定频率1 Hz进行应变范围为0.01%～1%的应变扫描，以确定线性黏弹性范围。频率扫描：确定线性黏弹性区域范围后，在此范围内施加0.2%剪切应变进行频率范围为0.1～100 Hz的动态频率扫描，以测定储能模量G′和损耗角正切tanδ。

1.3.4 体外模拟消化实验

本实验所用的体外消化模型，是以婴幼儿胃肠道消化环境特点[18]为基础，参考Brodkorb[19]和张泽[20]等的实验方法加以修改，模拟胃液、肠液的配制参考David等[21]的方法。

称取2.5 g肉泥样品，加入4.5 mL模拟胃液（simulated gastric fluid，SGF）后匀浆，6 000 r/min匀浆30 s。用1 mol/L的HCl调pH值至3.5±0.1。每份样品中加入5 μL 0.3 mol/L的CaCl2·2H2O，再加入0.5 mL胃蛋白酶溶液（m（胃蛋白酶）∶V（SGF）＝0.16∶25），匀浆液在37 ℃环境下反应2 h。反应结束，用1 mol/L的NaOH溶液将酶解液的pH值调至7.0左右终止胃蛋白酶反应，形成胃蛋白酶酶解液。

在胃蛋白酶消化后的产物中加入6.4 mL模拟肠液（simulated intestinal fluid，SIF），用1 mol/L的NaOH调pH值至7.5±0.1。加入0.5 mL胆汁、2.5 μL 0.3 mol/L的CaCl2·2H2O，1 mL胰蛋白酶（m（胰蛋白酶）∶V（SIF）＝0.144∶20），在37 ℃环境下反应2 h。反应结束，95 ℃沸水浴5 min终止反应。混合液即为胃蛋白酶和胰蛋白酶两步酶解液。

胃蛋白酶水解产物和胰蛋白酶水解产物按体积比1∶3加入无水乙醇，在4 ℃的条件下静置12 h后离心（10 000 r/min、20 min、4 ℃），弃去上清液。沉淀物在50 ℃的条件下烘干至恒质量，并记录烘干样数据，用凯氏定氮仪测定消化前肉样和烘干的残留物中蛋白质含量。体外消化率按下式计算。

式中：m0表示消化前肉泥中蛋白质量/g；m1表示烘干残留物中蛋白质量/g。

1.3.5 粒径的测定

使用激光粒度仪对肉泥样品以及1.3.4节处理后的胃蛋白酶酶解液、胃蛋白酶和胰蛋白酶两步酶解液的粒径大小和粒径分布进行测定分析。设置参数如下：以水作为分散介质，分散相折射率1.33，遮光度处于8%～20%之间，样品折射率和吸收率分别设定为1.54和0.001。

1.4 数据处理与分析

使用SAS 9.1.2软件进行数据分析，各处理组间的差异显著性采用Duncan’s Multiple Comparison进行分析。使用Origin 8.0软件进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同种类婴幼儿肉泥基本营养成分

婴幼儿时期对蛋白质的需求量持续增加，蛋白质含量是评估婴幼儿食品的重要指标。根据表2可知，婴幼儿纯肉泥的蛋白质量分数在9.44%～11.01%之间，不同种类肉泥的蛋白质量分数存在显著差异（P＜0.05），其中牛肉泥＞猪肉泥＞鸡肉泥。婴幼儿肉泥中蛋白质含量低于其他肉糜类制品，主要原因是其配方中水分占比较高，肉的占比相对较少。

表2 不同种类婴幼儿肉泥营养成分比较Table 2 Comparison of nutrient components of different infant meat purees%

婴幼儿肉泥中脂肪质量分数在3.85%～6.19%之间。其中，3 种肉泥中脂肪含量呈现出猪肉泥＞鸡肉泥＞牛肉泥（P＜0.05）。

为了使肉泥适合婴幼儿食用，通常在加工时，会加入大量的液体确保产品的柔软和黏性[22]。本实验中婴幼儿肉泥的水分质量分数在78.36%～81.15%之间。3 个种类的肉泥水分含量存在显著性差异（P＜0.05），其中鸡肉泥水分质量分数最高，达到81.15%，猪肉泥最低，为78.36%。水分质量分数的差异主要是在加工中蒸煮过程造成了水分发生不同程度的损失。水分含量决定了肉泥的质地，水分含量越高，基质就越柔软[23]。

由营养指标测定结果可以得出婴幼儿肉泥是高蛋白、低脂肪、高水分的食品。相比之下，牛肉泥的营养价值更高。

2.2 不同种类婴幼儿肉泥流变特性

食品的口感、品质和流变性密切相关。婴幼儿肉泥属于半固体食品，以其黏稠的状态便于婴幼儿吞咽。由于肉的蛋白种类特性及成分不同，不同种类肉的功能特性存在差异[24]，进而不同种类肉加工成的婴幼儿肉泥的黏弹性也会存在差异。

从图1中可以看出，在剪切速率较低时，3 种肉泥呈现出较高表观黏度，这可能是由于在肉泥受到较低剪切速率时，其内部蛋白质等大分子物质相互缠结，形成一定程度的絮凝，并与水-油通过相互作用力连结，将油滴固定在复杂结构中，使得肉泥的表观黏度较大[25]。肉泥的表观黏度呈现牛肉泥＞猪肉泥＞鸡肉泥，说明牛肉泥较稠，不易流动，这可能与牛肉泥脂肪含量较高，蛋白含量较高有关（表2）。在0.01～100 s-1的剪切速率范围内，随着剪切速率不断增大，肉泥表观黏度呈现不断下降的趋势，显示出剪切稀化的特点。可能的原因是肉泥中蛋白质、脂类等物质相互作用形成的复杂结构随着剪切速率的增大遭到破坏，分子间作用力减小，因此样品的表观黏度下降[26]。

图1 剪切速率对不同种类婴幼儿肉泥黏度的影响Fig. 1 Effect of shear rate on apparent viscosity of different infant meat purees

在进行动态流变特性测定时，为保证样品结构不被破坏，需要在线性黏弹区域内测定[27]。线性黏弹区是指复合模量G*随振荡应变的变化而恒定的振荡应变区[28]。由图2可知，在0.1%～1%的应变范围内，复合模量G*保持稳定，因此，该区域为线性黏弹区，选择0.2%的应变作为测定肉泥样品动态流变性质的参数。

图2 婴幼儿肉泥的线性黏弹区域Fig. 2 Linear viscoelastic region of infant meat purees

由图3可知，随着频率增大，储能模量呈上升趋势。G′呈现出牛肉泥＞猪肉泥＞鸡肉泥。牛肉泥储能模量较大，表明颗粒间相互作用越强，具有较强的网络型结构。Kang等[29]研究表明不同动物的肌纤维类型以及肌球蛋白的比例都会影响蒸煮加工而成的肉泥的质地。损耗角正切tanδ（G′′/G′）能够反映体系的黏弹性。tanδ越大，体系黏性越大，tanδ越小，体系弹性越大。在同一扫描频率下，tanδ（G′′/G′）＜1，肉泥样品表现出弹性成分占主导地位的类固体性质。与其他两种肉泥相比，鸡肉泥的tanδ较大，表明其黏性成分比例较大，弹性成分比例较小。这与鸡肉泥结构疏松，水分含量高有关。

图3 婴幼儿肉泥频率扫描曲线Fig. 3 Frequency sweeping curves of infant meat purees

2.3 不同种类婴幼儿肉泥体外消化率

婴幼儿食品中的蛋白质能否被婴幼儿消化吸收是衡量婴幼儿食品中蛋白质优劣的一个关键条件[30]。图4的消化结果表明在胃蛋白酶作用阶段，猪肉泥消化率最高，为（28.43±6.67）%，显著高于牛肉泥（（19.66±3.46）%）和鸡肉泥（（22.87±2.17）%）（P＜0.05）。经过胃蛋白酶和胰蛋白酶两步消化后，猪肉蛋白质消化率（（60.73±3.31）%）仍高于其他两组，牛肉泥（（56.82±3.61）%）和鸡肉泥（（55.16±6.08）%）的消化率无显著差异。总体来看，不同种类肉泥的蛋白质在婴幼儿胃消化环境下消化率均不高，说明婴幼儿摄入的肉类蛋白质只有少部分在胃中消化，大部分蛋白质在小肠阶段被消化吸收。

图4 不同种类婴幼儿肉泥体外消化率的比较Fig. 4 Comparison of in vitro digestibility of different infant meat purees

胃蛋白酶在pH值为2左右时活性最强，但婴幼儿胃液pH值较高，且其分泌的胃蛋白酶浓度低，导致在婴幼儿胃中被水解的蛋白质较少[31]。婴幼儿肠液的pH值与成人较为接近，但胰蛋白酶和糜蛋白酶的含量低于成人[32]。

有研究表明相比于鸡肉和牛肉样品，猪肉样品经胃蛋白酶处理后会出现较多蛋白碎片，在胰蛋白酶进一步处理后，3 种肉的蛋白降解都更加彻底。胃蛋白酶在对蛋白或多肽进行酶切时具有一定的氨基酸序列特异性，它倾向性于酶解疏水氨基酸，尤其是芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸）或亮氨酸的肽键[33]。猪肉蛋白质中可能含有较多的胃蛋白酶酶切位点氨基酸残基，因此猪肉比牛肉和鸡肉更易被胃蛋白酶水解。

2.4 不同种类婴幼儿肉泥粒径分布情况

如图5A所示，3 种肉泥粒径均呈单峰分布状态，分布范围约为4.3～550.0 μm，体积密度在粒径90 μm左右处达到最大值。图5D显示，Dx（50）（样品累积粒度分布百分数达到50%时所对应粒径，即中值粒径）呈现出猪肉泥＞鸡肉泥＞牛肉泥的显著性差异（P＜0.05）。胃蛋白酶消化后粒径减小，但总体变化不明显，粒径分布范围更广（图5B）。胰蛋白酶消化后，体积密度峰值明显左移，粒径分布范围缩小至1.2～118.0 μm（图5C）。经两步消化后，牛肉泥的中值粒径最小，为（8.15±0.94）μm，猪肉泥和鸡肉泥的粒径无明显差异（图5D）。

图5 不同种类肉泥消化粒径分布和Dx（50）Fig. 5 Particle size distribution and Dx(50) of digested infant meat purees

在酶的作用下，蛋白质被降解是导致粒径变小的主要原因[34]。由2.3节结果可知，胃蛋白酶阶段消化率低，表明胃蛋白酶并未对肉泥中的蛋白产生良好的酶解效果，肉泥内部颗粒在该酸性条件下仍有聚集。经胰蛋白酶消化后，粒径明显减小，可能是由于酶接触位点增多，从而使蛋白被分解为更小的颗粒。不同种类肉泥粒径存在差异的原因可能是由于不同种类原料肉纤维存在差异，在经加工处理后，形成的团聚体也有区别。牛肉纤维粗硬，不易破碎，这一特点会限制牛肉与其他物质形成团聚体，更多地维持牛肉固有的状态。相比之下，猪肉和鸡肉更易于与其他物质结合，形成更大的团聚体，有更大的“包裹”结构出现，因此牛肉泥粒径较小。

3 结 论

不同种类原料肉在营养成分、流变特性、体外消化性方面对婴幼儿肉泥存在不同程度的影响。牛肉泥的蛋白质含量显著高于猪肉泥和鸡肉泥，脂肪含量显著低于猪肉泥和鸡肉泥。鸡肉泥的水分含量最高。流变结果表明，在室温下，3 种婴幼儿肉泥样品均表现出剪切稀化特征，即肉泥样品的表观黏度随着剪切速率的增加而变小，相比之下，牛肉泥较稠，不易流动。3 种婴幼儿肉泥样品表现出弹性占主导的类固体特征，具有弱凝胶性质。婴幼儿肉泥的消化主要发生在胰蛋白酶作用阶段，猪肉泥最易被消化。牛肉泥在消化前和两步消化后粒径最小。综合分析可得，牛肉泥和猪肉泥的营养价值较高，抵抗变形的能力较强，结构较稳定，更利于婴幼儿消化。